[发明专利]一种高压电缆局部放电检测方法

权利要求书

1.一种高压电缆局部放电检测方法，其特征是：包括以下步骤：

1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；

在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；

两个检测结构接收到的局部放电信号分别为：

X₁(t)＝S₁(t,r₁)+n₁(t) (1)

X₂(t)＝S₁(t,r₂)+n₂(t) (2)

其中，X₁(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；

S₁(t,r₁)为t时刻，距离局部放电距离r₁处第一组检测结构获得的信号观测值；

n₁(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r₁为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

X2(t)为t时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；

S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；

n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

2)计算获得两组局部放电信号的最大相关延时时间τm；

对式(1)和(2)采用余弦信号进行分析，令信号方程为：

S1(t,r1)＝Ui e-ɑ r1cos w0(t-r1/v) (3)

S2(t,r2)＝Ui e-ɑ r2cos w0(t-r2/v) (4)

两个检测结构获得的局部放电信号的观测值的相关函数为：

其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；

X2(t+τ)为t+τ时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；

V为局放信号在电缆中的传输速度；

为第一组检测机构接收到的余弦信号的幅值；

为第二组检测机构接收到的余弦信号的幅值；

-a为衰减因子；

T为信号周期；

将式(1)和(2)代入式(5)可得：

其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；

n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；

n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

T为信号周期；

假定局放信号和噪声是完全不相干的，(6)可以简化为：

其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；

n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；

n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；

r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

T为信号周期；

如果噪声信号n₁(t)和n₂(t)完全不相干，那么将局放信号从噪声中分离出来，即：

其中，S₁(t,r₁)为t时刻，距离局部放电距离r₁处第一组检测结构获得的信号观测值；

r₁为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

S₂(t+τ，r₂)为t+τ时刻，距离局部放电距离r₂处第二组检测结构获得的信号观测值；

r₂为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

T为信号周期；

如果噪声信号与局部放电信号相干，则对局部放电信号进行去噪处理，压制噪声n₁(t)和n₂(t)的干扰，得到(8)式；

对式(8)在一个周期进行积分；已知局放信号的周期为那么将式(3)和(4)代入式(8)，经过积分可得：

其中：

由(9)可知，S₁和S₂两个局放信号的相关函数是由一个特殊函数(辛格函数)与一个常数因子k₀的乘积构成；辛格函数的极大值为：

所以相关函数的最大值对应着：

其值趋于0(11)

w0不可能为0，所以：

因此，

其中，r₁为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

r₂为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

v为局部放电信号在电缆中的传输速度；

τ_m为两组局部放电信号的最大相关延时时间；

3)确定局部放电点的位置

根据式(13)可得：

r₁＝r₂-ντ_m (14)

其中，r₁为第一组检测结构距离局部放电点的距离；

r₂为第二组检测结构距离局部放电点的距离；

v为局部放电信号在电缆中的传输速度；

τ_m为两组局部放电信号的最大相关延时时间；

设第一检测结构和第二检测结构的距离为D,且r₁＝L,则r₂＝D-L,可得：

L＝D-L-ντ_m (15)

则局放点与第一检测结构的水平距离L为：